具有升压充电器的超低功耗收集电源管理 IC 以及自主电源复用器 - BQ25505

BQ25505 (正在供货)

具有升压充电器的超低功耗收集电源管理 IC 以及自主电源复用器

 

描述

bq25505 是全新智能化集成能量采集超低功耗管理解决方案新系列中的第一个,这些解决方案十分适合满足超低功耗应用的特殊需求。 本产品专门设计用于高效获取和管理从诸如光伏(太阳能)或热电发生器 (TEG) 等多种不同直流源产生的微瓦 (µW) 至毫瓦 (mW) 级的电能。 bq25505 是一款高效升压充电器,此充电器针对诸如具有严格的电源和工作要求的无线传感器网络 (WSN) 等产品和系统。 bq25505 的设计始于只需要微瓦电力即可开始工作的直流到直流升压转换器/充电器。

一旦启动,升压充电器能够有效地从诸如 TEG 或单节或双节太阳能电池板的低压输出采集器中提取能量。 升压充电器能够在 VIN 低至 330mV 时启动,并且一旦启动,能够在 VIN 低至 100mV 时继续采集能量。

bq25505 执行一个可编程最大功率点跟踪 (MPPT) 采样网络来优化进入器件的功率传输。 VIN_DC 开环路电压的采样由外部电阻器设定,并且采样电压由一个外部电容器保存。 例如,太阳能电池运行在它们开环路电压最大功率点 (MPP) 的 80%,电阻分压器可被设定为 VIN_DC 电压的 80%,并且此网络将控制 VIN_DC 在采样的基准电压附近运行。 或者,可通过一个微控制器 (MCU) 来提供一个外部基准电压来产生一个更加复杂的 MPPT 算法。

bq25505 的设计具有灵活性以支持多种储能元件。 能量采集器提取能量的能量源往往是不固定的,或者随时间变化的。 通常情况下,系统将需要某些类型的储能元件,例如一个可再充电电池、超大电容器或传统电容器。 储能元件将在系统需要时使特定的恒定功率可用。 储能元件也使得系统能够处理任何无法直接来自输入源的峰值电流。 为了防止对储能元件造成损害,参照内部设定欠压 (UV) 和用户可编程过压 (OV) 电平来监视最大和最小电压。

为了帮助用户进一步严格管理他们的能耗预算,当储能电池或电容器上的电压已经下降到低于一个预先设定的临界电平以下时,bq25505 切换电池正常标志来向一个连接的微控制器发出一个信号。 这样应该使负载电流减少,以防止系统进入一个欠压状态。 OV 和电池正常阀值被单独设定。

除了升压充电前端,bq25505 为系统提供一个自主电源复用器栅极驱动。 为了将一个单电源轨提供给系统负载,此栅极驱动器能够实现两个储能元件自主复用。 这个复用器基于 VBAT_OK 阀值,用户可通过电阻器来设定此阀值。 这使得用户能够在系统由能量采集器储能元件供电时设定电平,例如,由可再充电电池或超大电容器或一个主要非可再充电电池(例如,两节 AA 电池)供电时。 这个混合系统架构类型可根据采集器上可用能量来延长一个典型电池供电类系统的运行时间。 如果由于延长的“黑暗时间”而导致没有足够的能量来运行系统,主电池在 8µs 内被自主切换到主系统电源轨以提供不间断运行。

bq25505 的全部功能被封装在一个小尺寸 20 引线 3.5mm x 3.5mm 四方扁平无引线 (QFN) 封装.

特性

  • 超低功耗, 具有高效直流/直流升压充电器
    • 冷启动电压:VIN ≥ 330mV
    • 能够在 VIN 低至 100mV 时持续能量采集
    • 325nA 的超低静态电流
    • 输入电压稳压防止高阻抗输入源故障
    • 电池电流 < 5nA 的运输节电模式
  • 储能
    • 可将能量存储在可再充电锂离子电池、薄膜电池、超大电容器或传统电容器中
  • 电池充电和保护
    • 内部设定欠压电平
    • 用户可编程过压电平
  • 电池正常输出标志
    • 可编程阀值和滞后
    • 功率损耗待定的随附报警功能的微控制器
    • 可被用来启用/禁用系统负载
  • 可编程最大功率点跟踪 (MPPT)
    • 实现从多种能量采集器中最优能量提取的集成 MPPT
  • 针对主(非可再充电)和副(可再充电)储能元件复用的栅极驱动器
    • 基于 VBAT_OK 的自主开关
    • 先开后合防止系统电源轨减弱

应用范围

  • 能量采集
  • 太阳能充电器
  • 热电发电机 (TEG) 能量采集
  • 无线传感器网络 (WSN)
  • 工业监控
  • 环境监测
  • 桥梁和结构健康监测 (SHM)
  • 智能楼宇控制
  • 便携式和可佩戴式健康器件
  • 娱乐系统遥控

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参数 与其它产品相比 能源采集和太阳能充电

 
Cell Chemistry
Charge Current (Max) (A)
Control Topology
Primary Charge Termination Method
Number of Series Cells
Battery Charge Voltage (V)
Features
Operating Temperature Range (C)
Pin/Package
BQ25505
Lead Acid
LiFePO4
NiMH
Li-Polymer
NiCd   
0.1   
Switch-Mode   
Voltage   
Single Cell   
Adjustable   
Integrated FET
Over Voltage Protection
Solar Input
Under Voltage Protection   
-40 to 125   
20VQFN